新型罗丹明类金属阳离子荧光探针的设计合成及性能研究

发布时间：2017-08-24 14:24

  本文关键词：新型罗丹明类金属阳离子荧光探针的设计合成及性能研究

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【摘要】：铁是在人体内最丰富的过渡金属,参与代谢,电子传输,及DNA合成等多种细胞过程。细胞必须严格地控制铁的含量、分布和形态,生物铁出现混乱时可引起人体机能发生紊乱,进而造成一些疾病。汞离子为剧毒,广泛分布于环境,并通过食物链产生生物富集。长期接触汞会对人体生理学造成了多种负面作用,现在汞被视为对人类和哺乳动物最具威胁的神经毒素之一。因此,发展高选择性、高灵敏度地检测生物体内外以及环境中的金属离子的检验方法,一直是具有非常重要意义的研究课题。本文选择了罗丹明作为荧光探针的母体,设计合成可用于检测体内外金属离子(Hg~(2+), Fe~(3+))的8种荧光探针(R1, R2, G2, G4, J1-J4)。论文主要内容包括：(1)探针分子的合成及表征。以罗丹明内酰胺隐色体为模板,设计合成8种新型荧光探针,通过HRMS,~1HNMR,~(13)C NMR, IR和X射线对新探针结构进行了表征。(2)探针光谱性质的探究。通过荧光光谱法,分别检测了探针R1对Hg~(2+)、探针R2, G2, G4, J1-J4对Fe~(3+)的选择性,抗干扰性,浓度梯度曲线,Job曲线,pH和时间的影响,利用DFT理论优化结构,模拟计算识别位点。由实验数据发现探针分别对Hg~(2+), Fe~(3+)的选择性较高,抗干扰能力强,均可达到裸眼检测的效果。(3)探针生物学性质研究。利用MTT比色法测试了探针R1, R2, G2, G4, J1-J4的细胞毒性,在PC12和L929细胞中对探针R1识别Hg~(2+),不同浓度探针R2和G2识别Fe~(3+)做了生物细胞成像实验,对G4,J1-J4进行了识别L929细胞中Fe~(3+)生物细胞成像实验,选取探针R1,R2和G2做了裸鼠活体染色实验。结果显示探针R1, R2, G2, G4, J1-J4具有较低毒性,良好的细胞穿透性,较强的抗干扰能力等优点,可用于生物体内金属离子(Hg~(2+), Fe~(3+))的检测及成像,在生物学检测方面具有潜在的应用价值。
【关键词】：荧光探针 Fe~(3+) Hg~(2+) 生物成像
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O657.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-25
• 1.1 引言10
• 1.2 生物体荧光探针概述10-17
• 1.2.1 基本条件11-12
• 1.2.1.1 荧光团11
• 1.2.1.2 “开关”型11-12
• 1.2.1.3 生理环境12
• 1.2.2 基本功能12-17
• 1.2.2.1 选择性13-15
• 1.2.2.2 动态量程15
• 1.2.2.3 细胞器靶向性15-17
• 1.3 铁探针17-21
• 1.3.1 铁离子的内稳态17-18
• 1.3.2 早期内稳态铁探针18
• 1.3.3 Fe~(2+)离子探针18-20
• 1.3.4 Fe~(3+)离子探针20-21
• 1.4 汞探针21-24
• 1.4.1 汞离子的生物活性21-22
• 1.4.2 汞离子探针22-24
• 1.5 本论文的研究目的及内容24-25
• 第二章 荧光探针的合成及结构表征25-37
• 2.1 引言25
• 2.2 仪器与试剂25-27
• 2.2.1 仪器25-26
• 2.2.2 试剂26-27
• 2.3 实验合成部分27-37
• 2.3.1 探针R1的合成及结构表征27-29
• 2.3.2 探针R2的合成及结构表征29-30
• 2.3.3 探针G2的合成及结构表征30-31
• 2.3.4 探针G4的合成及结构表征31-33
• 2.3.5 探针J1的合成及结构表征33
• 2.3.6 探针J2的合成及结构表征33-34
• 2.3.7 探针J3的合成及结构表征34-35
• 2.3.8 探针J4的合成及结构表征35-37
• 第三章 探针识别金属离子的光谱性质及生物学性质37-72
• 3.1 仪器与试剂37
• 3.1.1 仪器37
• 3.1.2 试剂37
• 3.2 光谱性质37-62
• 3.2.1 探针溶液的配制37
• 3.2.2 金属离子储备液的配制37
• 3.2.3 探针光谱性质的测定37-38
• 3.2.4 结果与讨论38-61
• 3.2.4.1 探针R1的光谱性质38-41
• 3.2.4.2 探针R2的光谱性质41-44
• 3.2.4.3 探针G2的光谱性质44-48
• 3.2.4.4 探针G4的光谱性质48-51
• 3.2.4.5 探针J1的光谱性质51-53
• 3.2.4.6 探针J2的光谱性质53-56
• 3.2.4.7 探针J3的光谱性质56-58
• 3.2.4.8 探针J4的光谱性质58-61
• 3.2.5 小结61-62
• 3.3 探针生物学性质的测定62-72
• 3.3.1 MTT实验62-65
• 3.3.2 细胞染色实验65
• 3.3.3 结果与讨论65-70
• 3.3.4 小结70-72
• 结论72-74
• 参考文献74-86
• 附图86-102
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果102-103
• 致谢103

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1 王姗姗;;小分子荧光探针在硫醇检测中的最新研究进展[J];科技信息;2010年23期

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本文编号：731796